【摘要】如何強化學生對精度設計的理解和掌握,本文對互換性與技術(shù)測量這門課程的教學提出一些體會。
【關(guān)鍵詞】精度設計 互換性 探討
【中圖分類號】TH124;G420 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)10-0225-01
機械設計的主要內(nèi)容:強度設計、傳動設計、結(jié)構(gòu)設計、精度(公差,下同)設計,涉及強度設計、傳動設計、結(jié)構(gòu)設計的課程有材料力學、機械原理、機械設計等,互換性與技術(shù)測量主要是講授精度設計內(nèi)容。作為一名機械工程師必須很好理解和掌握精度設計,才能把設計意圖落實到生產(chǎn)實踐中,同時,精度的概念貫穿在生產(chǎn)實踐中,產(chǎn)品開發(fā)、工藝設計、質(zhì)量控制、生產(chǎn)管理都離不開精度的知識,“合不合格”、“達不達到要求”都是精度概念的常用表述。但很多學生修完了這門課程后,到做畢業(yè)設計時,好像完全忘了這門課似的,沒意識要標注精度要求,好像三維建模后轉(zhuǎn)為工程圖,把主要尺寸標注完就結(jié)束了,即使想到要標注精度要求,但不知如何著手。不少企業(yè)反映畢業(yè)生對精度的理解和掌握很不深刻?;Q性與技術(shù)測量這門課如何講授,筆者根據(jù)多年教學經(jīng)驗及調(diào)查分析,結(jié)合《培養(yǎng)應用型高級專門人才的校企合作支持體系的研究》(2013C060,廣西教育廳)的課題研究,總結(jié)如下體會:
一、重復強化本課程與其他課程的關(guān)系
修完材料力學、機械設計等專業(yè)基礎課程后,同學們掌握了強度設計、結(jié)構(gòu)設計的理論和方法,接著需要學習精度設計,并準確地表達在圖紙上才能進行生產(chǎn)制造。本課程就是講授精度設計內(nèi)容,其實是標準范疇的內(nèi)容,基本術(shù)語多、定義多,相對比較枯燥。在講授過程中必須重復強度設計、結(jié)構(gòu)設計、精度設計三者密不可分,是機械設計工程師必須得掌握的。一個產(chǎn)品完成結(jié)構(gòu)設計、強度設計后,必須標注尺寸精度或標注完尺寸精度是不夠的,還需要標注形位精度或表面精度要求。通過重復、遞進的灌輸方式,使同學們形成思維習慣。這樣,同學們對本課程就會更加上心,投入??朔C械設計就是重視三維造型,輕視工程圖設計的局限思維。
二、突出講授互換性的三大要素
嚴格地說本課程屬于標準范疇,就是描述精度和配合的,雖然術(shù)語多、定義多,但主線就是描述尺寸精度、形位精度、表面精度及相互配合。如果按照一般教材的章節(jié)內(nèi)容穿插多,對缺乏實踐經(jīng)驗的學生而言,很難思維跳躍。因此講授時先重點講授尺寸精度、形位精度、表面精度(粗糙度),再根據(jù)教學要求講授測量等其它內(nèi)容。建議講授的順序是:緒論——尺寸精度——形位精度——表面精度——配合——螺紋、軸承等案例——測量,一般教科書中,配合的概念安排在尺寸精度(孔軸的極限與配合)章節(jié)中。雖然配合在定義上只與尺寸精度有關(guān),但實際上,必須得考慮形位、表面精度,如果講授完所有的精度設計(尺寸、形位、表面),再推出重點配合的定義,容易讓學生形成精度與配合的有機統(tǒng)一。
三、盡可能用圖示描述概念、術(shù)語
就像寫報告一樣,多用圖表少用文字描述現(xiàn)象或概念可以簡潔、突出。其實本課程最行之有效的辦法就是用圖示,教材編排按照標準要求一步一步深入沒有錯,但前提是吸引人,就像電影一樣,否則電影沒放完,人全睡著了。其實教師本身,講著講著也會感到枯燥乏味。比如孔軸極限與配合(尺寸精度)這一章,術(shù)語很多,按照圖示講解的來源和定義更加順其自然,比如在黑板上畫出流程圖。按照結(jié)構(gòu)設計、強度設計得到一個基本尺寸(設計尺寸),這是一個理論尺寸,接著論述制造過程中(人、機、料、法、環(huán)等方面)不可能做到百分之百精確的緣由,也強調(diào)從經(jīng)濟角度上說是不必要,于是自然而然產(chǎn)生一個許可的一個范圍,從而引出相關(guān)公差、最大極限尺寸、上偏差等概念。其實很多術(shù)語都是很形象的,用圖示講解可以還原其本來面目,學生容易理解和接受。
四、用典型的工程圖紙作為案例講評
即使學生修完本課程,并不意味著可以進行精度設計了,實際上會感到無從下手。如何讓學生將理論過渡到實踐,案例講評很有必要。建議選擇裝配圖、焊接圖、板類零件、軸類零件、齒輪零件各一張,裝配圖講評常用的配合及要求;焊接圖主要講授焊接時為了防止焊接變形需要注意的形狀精度,焊后加工的位置精度;板類零件通常通過等離子切割或者沖剪,如果精度要求不高,可以不用標注精度要求,或者注明總的精度要求,如本圖按GB/T 1894(m);軸類零件一般有各級不用作用的階梯,尺寸精度、形位精度和表面要求高,還有熱處理要求,作為零件設計案例講評很代表性;齒輪作為特殊零件的代表,也要講評標注有何特殊性。經(jīng)過這些典型圖紙的講評,學生基本掌握各種圖紙的精度要點。以后遇到類似圖紙設計時可以得心應手。
參考文獻:
[1]廖念釗,互換性與技術(shù)測量[M],中國質(zhì)檢出版社,2012
[2]劉麗華,機械精度設計與檢測基礎,哈爾濱工業(yè)大學出版社,2012
作者簡介:
林家祥(1969-),男,廣西貴港人,教授級高級工程師,碩士導師,主要從事農(nóng)業(yè)機械、環(huán)衛(wèi)機械、工程機械產(chǎn)品研究及教學工作。